DE19630698A1 - Pneumatische Kämmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kämmaschine mit einer drehbaren Rundkammwalze, die mindestens ein Rundkammsegment und mindestens ein Abreissegment trägt, welches mit einem Abreißdruckzylinder zusammenwirkt, und mit einem Zangenaggregat, das eine bezüglich der Achse der Rundkammwalze stationäre Unterzange und eine bezüglich der Unterzange bewegbare Oberzange aufweist.

Eine Flachkämmaschine mit den angegebenen Elementen ist schon im Jahre 1845 von Heilmann vorgeschlagen worden.

Es ist bekannt, das dieses Verfahren durch die Verwendung von Kämmen eine faserschädigende Wirkung mit sich führt. Es ist auch bekannt, das dieses Verfahren eine diskontinuierliche Arbeitsweise aufweist und als Hauptaufgabe eine Verbesserung des Stapels hat.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kämmverfahren bzw. eine Kämmaschine zu entwickeln, die die Hauptaufgabe des mechanischen Kämmens erfüllt, eine kontinuierlich Arbeitsweise aufweist und geringere Faserschädigung verursacht.

Die erfindungsgemäße Kämmaschine, mit der die Aufgabe gelöst wird, ist gekennzeichnet dadurch, daß mindestens ein Mittelsteg (1) vorhanden ist, daß die Speisung über mindestens eine Speisewalze (2) erfolgt, daß das Kämmfeldende mindestens eine Abzugswalze (3) aufweist, daß der Kämmling im Luftstrom (4) eines Strömungskanals (5) transportiert wird.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Verwendung von Luft eine sehr faserschonende Auskämmung bestimmter Faseranteile in einer Vorlage stattfindet und dieser Vorgang kontinuierlich abläuft, so daß eine wesentlich einfachere Umsetzung der getriebetechnischen Realisation zurückgegriffen werden kann. Dies führt dann automatisch zu einer Kostengüstigeren und Wartungsärmeren Maschine, die zudem eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erlaubt.

Durch den Einsatz von Luftströmung als "Kammersatz" und dem damit vergleichbaren Ziel einer Fasersortierung, kann man hier von einer pneumatischen Auskämmung und somit folgend von einer pneumatisch (arbeitenden) Kämmaschine sprechen.

Der Einsatz von Kämmen erlaubt nur ein Entfernen von Staub, Schmutz, Nissen und Fasern, deren Länge einen bestimmten Betrag nicht überschreitet. Dabei entsteht durch die Speisung bedingt ein kritischer Längenspielraum, bei dem Fasern entweder in den Kämmling oder in den Kammzug gelangen. Zudem wird beim Einsatz von Kämmen ein Großteil von Faserfetten entfernt, die bei weiteren Verarbeitungsschritten als Gleitmittel von Vorteil wären.

Durch die erfindungsgemäße pneumatische Kämmaschine werden die Fasern nach ihrem Luftwiderstand, Biegesteifigkeit und Faserlänge sortiert. Dabei werden auch unreife oder tote Fasern, auch wenn diese den starren Faserlängenbetrag überschreiten (und somit im Kammzug wären), sich tendenziell eher zur Kanalmitte begeben. Der Kämmling besteht deshalb neben den Kurzfasern, Nissen, Staub und Schmutz auch aus diesen unreifen und toten Fasern, die im gesamten Verarbeitungsprozeß unerwünscht sind. Die Faserfette bleiben weitestgehend auf der jeweiligen Faser erhalten und sind dadurch für die weitere Verarbeitung (in der Regel) von Vorteil.

Nicht auszuschließen ist, daß auch Fasern, die alle Anforderungen für den Kammzug erfüllen, durch die Strömungsturbulenzen in den Kämmling gelangen. Wichtig ist auch, daß die Vorlage nur wenige Faserlagen übereinander hat, denn sonst ist die Wirkungsweise des Ausblasens nicht mehr vollständig gegeben. Durch die relativ zur Abzugsgeschwindigkeit geringere Speisegeschwindigkeit wird ein Faserverzug erzeugt, der gewollt ist. Dieser Verzug hat vorteilhaften Einfluß auf den pneumatischen Kämmvorgang.

Die erfindungsgemäße pneumatische Kämmaschine soll kein Ersatz einer mechanischen Kämmung darstellen, sondern vielmehr eine kostengünstige Alternative für minderwertige Faserqualitäten sein.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 2 ermöglicht es, die Biegesteifigkeit der Fasern mehr oder weniger stark zu berücksichtigen. Des weiteren wird auch die Qualität der pneumatischen Kämmung entscheidend beeinflußt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 3 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 3 ermöglicht es, die Fasern besser in den Kanal zu transportieren bzw. die Faserköpfe am Kämmfeldende besser zu erfassen. Die Rauheit der Walzen sollte von permanenter Dauer sein. Für den Prozeß hat es sich als günstig erwiesen, daß die Abzugswalze eine gegenüber der Speisewalze höhere Rauheit besitzt, damit die wieder erfaßten Fasern schonender aus dem Klemmbereich der Speisewalze abgezogen werden können.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 4 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 4 ermöglicht es, die bei Luftströmungen in Ecken entstehenden Sekundärwirbel bzw. Sekundärströmung zu reduzieren. Die Fasern drängen weniger stark zur Strömungsmitte hin. Dies ist für eine bessere Ausnutzung der nutzbaren Kämmfeldfläche vorteilhaft.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 5 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 5 ermöglicht es, für eine weitere Verarbeitung z. B. weitere Streckpassagen, ein Faservlies auszubilden. Die Vliesbildung kann dabei durch ein Ansaugen der Fasern auf die luftdurchlässig gestaltete Walzenoberfläche geschehen oder alternativ durch Kratzenbeschläge.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 6 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 6 ermöglicht es, die Faserführung durch Riemen zu gestalten.

Diese Riemen sind im Idealfall aus einem weichen Kunststoff. Dabei sollte der Riemen auf der faserführenden Seite mit einer rauhen und somit faserhaftenden Oberfläche ausgestaltet sein.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 7 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 7 ermöglicht es, den/die Riemen über Walzensysteme (Führungswalzen, Antriebswalzen, Andruckwalzen) anzutreiben, der Vorteil eines solchen Systems besteht in der besseren Antriebsmöglichkeit. Die Walzen können größer als eine Abzugswalze gestaltet sein und erlauben einen ruhigeren bzw. kontrollierbareren Riemenlauf. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn durch Andruckroller ein besserer Kontakt der Riemen zu den Walzen hergestellt wird. Auch die Verwendung von Spannelementen (z. B. Andrückblech) erhöhen die Laufruhe der Riemen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 8 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 8 ermöglicht es, die teilweise einzeln auf einem Abzugsriemen liegenden Fasern über eine Absaugvorrichtung zu entfernen und einer anderen Verwendung (z. B. Rotorspinnmaschine) zuzuführen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 9 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 9 ermöglicht es, den Luftstrom durch optimierte Anordnung von Düsen bzw. Diffusoren so zu modifizieren, daß der pneumatische Kämmprozeß dem Material besser angepaßt wird. Dabei steht der Luftdurchsatz der Maschine im Vordergrund, der als Kostenfaktor beachtlich ist und den es zu reduzieren gilt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 10 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 10 ermöglicht es, ein besseres Anliegen der Fasern im Kämmbereich zu sichern. Diese Maßnahme wirkt sich durch geringeren Luftdurchsatz der Maschine als kostengünstiger aus.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch wesentliche Teile der erfindungsgemäßen pneumatischen Kämmaschine (unter besonderer Berücksichtigung der Ansprüche 1 bis 3 und 5),

Fig. 2 einen schematischen Vertikalschnitt durch wesentliche Teile der erfindungsgemäßen pneumatischen Kämmaschine (unter besonderer Berücksichtigung der Ansprüche 6 bis 10),

Fig. 3 einen Querschnitt des Strömungskanals (nach Anspruch 4).

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte pneumatische Kämmaschine besitzt eine Speisewalze (2) und eine Abzugswalze (3). Die Unterfläche des einen Mittelstegs (1) bildet dazu einen geschlossenen Strömungskanal (5) in dem ein Luftstrom (4) ausgebildet ist. Der Mittelsteg (1) besitzt zudem eine Stellschraube (6) die zur Höhenverstellung dient.

Die Funktionsweise des pneumatischen Kämmvorgangs ist wie folgt.

Das vorgelegte, dünne Faservlies (W) wird von der aufgerauhten Speisewalze (2) in den Strömungskanal (5) transportiert. Dabei werden die Fasern zwischen Mittelsteg (1) und der Speisewalze geklemmt. Diese Klemmung könnte z. B. auch eine weitere Speisewalze erzeugen, die anstelle des Mittelstegs stünde. Die Fasern werden vom Luftstrom (4) erfaßt und legen sich infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit am Kanalrand bzw. Kämmbereich (23) gemäß ihrer physikalischen Strömungseigenschaften mehr oder weniger stark an. Durch die Einstellschraube (6) werden diese Eigenschaften mitbestimmt.

Der mitgeführte Staub, Schmutz und die Nissen werden im Kämmbereich (23) herausgeblasen. Dabei wird die Kräuselung der Fasern herausgezogen. Fasern, die die Länge des Kämmbereiches (23) bzw. den Abstand zwischen den beiden Klemmzonen (2,3) in gestrecktem Zustand nicht aufweisen, werden beim Verlassen der Speisewalzenklemmung durch den Luftstrom (4) sehr stark beschleunigt und prallen auf die Abzugswalze. Infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit (4) und den damit verbundenen Druckkräften werden diese Fasern vor Erreichen einer möglichen Klemmung zwischen dem Mittelsteg (1) und der Abzugswalze (3), wobei auch hier anstatt dem Mittelsteg (1) eine weitere Abzugswalze angebracht sein könnte, wieder in die Luftströmung (4) zurück gerissen und abtransportiert. Tote und unreife Fasern (F) werden durch die geringere Biegesteifigkeit, eine Bewegung zur Strömungsmitte hin wesentlich stärker folgen und werden nach dem Gesetz der überschrittenen Mindestlänge des Kämmbereichs (23), auch nicht von der aufgerauhten Abzugswalze erfaßt werden.

Nur die Fasern, die alle Anforderungen des Systems erfüllen, erreichen die 2. Klemmfläche. Durch eine gegenüber der Speisewalze (2) schnellere Umlaufgeschwindigkeit der Abzugswalze (3) werden die Fasern nun aus der Klemmfläche der Speisewalze (2) herausgezogen und letztlich wieder ein Faservlies (K) durch die langsam laufende mit einer Unterdruck versorgten Verdichterwalze (7) gebildet. Anstatt einer Vliesbildung durch Unterdruck wäre auch eine Vliesbildung durch Kratzenbeschläge denkbar.

Die in Fig. 2 dargestellte Variante geht im besonderen auf die Verwendung von Riemen (8, 9) ein. Der Luftfluß wird im Strömungskanal (5) durch eine Düse (21) sowie einem Diffusor (22) gestaltet. Dabei liefert der Diffusor (22) den hauptsächlichen Luftstrom (4). Der Kanal zeichnet sich durch eine Krümmung im Kämmbereich (23) ab. Diese Krümmung erhöht in Verbindung mit der Düse (21) die Kämmwirkung auf die Fasern.

Das in die Maschine eintretende Fasermaterial (W) wird zunächst von dem umherlaufenden Riemen (8), der eine rauhe Oberfläche besitzt (nicht dargestellt), erfaßt und mit Hilfe einer Andruckwalze (14) an den glatten Mittelsteg (1) gedrückt und ins Innere weiter transportiert. Anstelle des Mittelstegs wäre z. B. auch ein weiteres Transportband bzw. Riemen denkbar. Der Mittelsteg ist in diesem Beispiel ohne Höhenverstellung dargestellt. Das Fasermaterial wird nun entlang des Mittelstegs weiter transportiert. Bei Bedarf kann dabei im Bereich zwischen Andruckwalze (14) und der Speisewalze (2) noch weiter Elemente (nicht dargestellt) zur Riemen bzw. Faserführung herangezogen werden. Die Köpfe des Fasermaterials tauchen dann nach Überschreiten der Klemmfläche die zwischen dem Mittelsteg (1) und dem Riemen bzw. durch die darunterliegende Speisewalze (2), in die Luftströmung (4) des Strömungskanals (5) ein. Im weiteren Verlauf des Riemens (8) wird dieser durch ein Spannelement und dann durch einen Andruckroller (16), der durch eine Kraft (N) den Riemen (8) gegen eine Antriebswalze (12) drückt angetrieben. Das Beispiel zeigt zudem noch eine Führungswalze (10), die den Umschlingungswinkel des Riemens (8) erhöht und sich positiv auf die Laufeigenschaften des Riemens auswirkt. Selbstverständlich kann eine andere Anordnung der Elemente (10, 12, 16, 18) sowie deren Anzahl zur gleichen oder gar besseren Führung des Riemens gewählt werden.

Wie im Beispiel 1 bereits ausführlich beschrieben, wird die Vorlage im weiteren Verlauf durch die entsprechenden physikalischen Gegebenheiten sortiert. Der Einsatz der schräg einblasenden Zusatzluft durch die Düse (21) beeinflußt dabei den Sortiervorgang. Die 2. Klemmfläche entsteht zwischen dem aufgerauhten Riemen (9) bzw. indirekt durch eine darunterliegende Abzugswalze (3) und dem Mittelsteg (1). Die sortierten Fasern werden an dieser 2. Klemmfläche geklemmt und folgend am Mittelsteg (1) entlang geführt. Der Riemen transportiert die Fasern dann bis über die Klemmfläche, die durch eine Andruckwalze (15) und dem Mittelsteg (1) bzw. dem dazwischen geführten Riemen (9) liegt, hinaus. Die Fasern werden dann mit einem Saugrohr (20) abgesaugt.

Die Fasern (K) folgen dann diesem Saugstrom und stehen z. B. zur Speisung einer Rotorspinnmaschine, bereit. Der Riemen (9) wird im Folgenden durch die Führungswalze (11) weiter verlaufen und durch die Klemmung zwischen der Antriebswalze (13) und den Andrückroller (17), der eine Kraft (N) ausübt, angetrieben. Für eine bessere Umschlingung des Riemens (9) um die Antriebswalze ist zusätzlich noch ein Spannelement (19) wirksam. Selbstverständlich kann die Anordnung der Elemente (11, 13, 17, 19) sowie die Anzahl, variiert werden, sofern es zweckmäßig ist.

In der Fig. 3 ist ein Querschnittsbild des Strömungskanals (5) schematisch abgebildet. Dabei ist der Strömungskanal (5) in der Mitte durch ein Oval dargestellt. Die Kanalwandungen (G) sind in der Zeichnung durch Schraffierung dargestellt. Die Wichtigkeit einen Strömungskanal (5) ohne Ecken im Querschnitt zu schaffen, wurde durch mehrere Versuche bestätigt. Die Sekundärströmung hält sich durch diese Maßnahme in vertretbarem Rahmen.

Claims (10)

1. Kämmaschine, in der Fasern in einem mit Luft durchströmtem Kanal sortiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Mittelsteg (1) vorhanden ist, daß die Speisung über mindestens eine Speisewalze (2) erfolgt, daß das Kämmfeldende mindestens eine Abzugswalze (3) aufweist, daß der Kämmling im Luftstrom (4) eines Strömungskanals (5) transportiert wird.

2. Kämmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Mittelstege (1) über mindestens eine Stellschraube (6) höhenverstellbar ist.

3. Kämmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Speisewalze (2) und/oder der/die Abzugswalze (3) eine rauhe Oberfläche (nicht dargestellt), besitzt.

4. Kämmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (5) einen elliptischen und/oder ovalen Querschnitt aufweist.

5. Kämmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der/den Abzugswalzen eine oder mehrere Verdichterwalzen (7) nachfolgen. Diese Walzen können mit einer luftdurchlässigen Oberfläche ausgestattet sein, die an einer Unterdruckquelle (nicht dargestellt) angeschlossen ist und/oder mit Krazenbeschlägen ausgestattet sein.

6. Kämmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Riemen (8, 9) auf der/den Speisewalzen (2) und/oder auf der/den Abzugswalzen (3) verlaufen und daß der/die Riemen (8, 9) eine rauhe Oberfläche (nicht dargestellt) besitzen.

7. Kämmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemen (8, 9) auf eine oder mehrere Führungswalzen (10, 11) und/oder auf eine oder mehrere Antriebswalzen (12, 13) und/oder auf eine oder mehrere Andruckwalzen (14, 15) aufliegen und daß die Riemen (8, 9) mit einer oder mehreren Andruckrollern (16, 17) geführt werden und daß die Riemen (8, 9) durch eine oder mehrere Spannelemente (18, 19) gespannt werden.

8. Kämmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der/den Abzugswalzen und/oder der/den aufliegenden Riemen (9) erfaßten Faser mit einem oder mehreren Saugrohren (20) durch Absaugen weiter transportiert werden.

9. Kämmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom im Strömungskanal (5) durch eine oder mehrere Düsen (21) erzeugt wird und/oder durch eine oder mehrere Diffusoren (22) erzeugt wird.

10. Kämmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (5) im Kämmbereich (23) eine Krümmung vollzieht.